Blattläuse verwandeln Sonnenlicht in Energie

Erster Hinweis für Photosynthese-ähnlichem Stoffwechsel bei Tieren. Die Überführung von Licht in Energie gelingt in der Natur nicht nur Pflanzen, Algen und Bakterien, sondern auch manchen Tierarten. Bei der Blattlaus haben französische Forscher erste Hinweise dafür gefunden.

„Wenn Blattläuse Lichtenergie aufnehmen, fließen Elektronen von angeregten Pigmenten zu Akzeptor-Molekülen. Was wir hier sehen, ist eine Stoffwechsel-Regulierung, die einer archaischen Form der Photosynthese ähnelt“, berichtet Forschungsleiter Alain Robichon vom Institut Sophia Agrobiotech.


Die gemeine Blattlaus hat dem Menschen einiges voraus: Der Schädling kann aus Sonne Energie erzeugen.

Sonnenstrom dank Pigmenten

Während die Pflanzen für die Energieumwandlung den grünen Farbstoff Chlorophyll verwenden, spielen bei Blattläusen scheinbar Carotinoide diese Schlüsselrolle. Diese in grünen, orangen bis gelben Pigmenten enthaltene Substanz verwenden mehrere Insektenarten als Antioxidantien für das Immunsystem, wobei sie stets aus Pflanzennahrung aufgenommen wird. Bei Blattläusen ist das anders: Sie produzieren Carotinoide dank eines speziellen Gens selbst und modulieren damit ihre Farbgebung und somit auch die Sichtbarkeit für Fressfeinde, zeigte Robichon bereits 2010.

Die Erzeugung von Carotinoid ist für den Blattlaus-Stoffwechsel jedoch äußerst aufwendig. Um dessen Einsatz zu testen, züchteten die Forscher Nachfahren einer weiblichen Erbsenlaus (Acyrthosiphon pisum), die durch Variationen in Temperatur und Populationsdichte unterschiedlich gefärbt waren: Bei kühleren Bedingungen entwickelten sie sich grün, bei optimaler Umgebung orange und bei schwierigen Verhältnissen – etwa große Populationen und wenig Ressourcen – blassgelb bis weiß.

Carotinoide steuern die Lichtaufnahme

Die Spektralanalyse sowie Experimente mit lebenden Tieren offenbarten Überraschendes: Grüne Blattläuse verfügen in ihren Zellen über deutlich mehr ATP-Nukleotide (Adenosintriphosphat) – die wichtigsten Energieträger aller Lebewesen – als weiße Artgenossen. Zudem konnten die Forscher bei den orangen Läusen beobachten, dass die Energieproduktion steigt, sobald Licht auf sie eintrifft, und bei Dunkelheit abfällt. Bei den helleren Varianten war dies nicht oder in viel geringerem Ausmaß der Fall.

Carotinoide steuern bei Blattläusen tatsächlich die Lichtaufnahme und Energieweiterleitung, so das Ergebnis. Die Position der Pigmente zwischen Null und 40 Mikrometer unter der Oberhaut eignet sich auch perfekt dafür. Warum Blattläuse über diesen Mechanismus verfügen, ist rätselhaft. Sie nehmen beim Fressen so viel Energie auf, dass sie Zucker sogar noch ausscheiden. Bisher war eine derartige Strategie in der Tierwelt völlig unbekannt.

Reiseversicherung für Hungerzeiten

Studienautor Alain Robichon kann dennoch mögliche Vorteile nennen. „Bei gesunder Pflanze hat die Blattlaus ausreichend Zucker, nicht jedoch, sobald es zu viele Parasiten gibt. Eine Bevölkerungsexplosion kann die Pflanze schnell absterben lassen, was den Insekten die Nahrungsgrundlage raubt.“ Jene Blattläuse, die keine Flügel entwickelt haben, müssten bis zu Tagelang nach neuen Futterquellen suchen und seien in dieser Hungerzeit auf alternative Energiequellen angewiesen.

Weitere Informationen: http://www.nature.com/

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